Wankel motoruna ağırlığı azaltılmış cıvata geliştirilmesi

Abstract

Wankel motoru tüm motor tipleri arasında güç yoğunluğu bakımından en üstün olandır. Bu özelliği sayesinde günümüzde otomotiv sektöründe elektrikli taşıtlarda menzil uzatıcı olarak kullanımına devam edilmektedir. Ayrıca, havacılık sektöründe de kullanım olanaklarının araştırılması ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Wankel 13-B Renesis motorunun konstrüksiyonu incelendiğinde 18 adet uzar cıvatasından kısa olan 14'ünde cıvata kafalarının standart altıgen olduğu, uzun olan 4'ünde ise çanak şeklinde küçük bir boşaltmanın yer aldığı görülmektedir. Bu durum maliyeti artırmadan ve hatta düşürerek ağırlık azaltma çalışması yapma fırsatı vermektedir. Bu yüksek lisans tez çalışmasında farklı bir anahtar kullanımına ihtiyaç bırakmaksızın, Amerika Birleşik Devletleri'nden getirtilen Wankel 13-B Renesis motorunun altıgen uzar cıvatalarının kafalarına Wankel motorunun piston geometrisinden ve yanma odasının ortasının sol ve sağındaki radyüslerden esinlenerek boşaltma yapılmıştır. Daha sonra bu boşaltmalar ile oluşan yeni tasarım ile uzar cıvataların yarısında CNC makinesinde talaşlı işleme yapılmıştır. Yeni bir cıvata veya saplama geliştirilirken yapılması gereken 3 deney gerçekleştirilmiştir. Bunlar çekme deneyi, kamalı yük deneyi ve burulma deneyidir. Çekme deneyinde ve kamalı yük deneyinde orijinal uzar cıvatalarla ağırlığı azaltılmış uzar cıvatalardan 3'er adet numune kullanılmıştır. Çekme dayanımı deneyinde bu numunelerin ISO 898-1 şartnamesindeki değerleri sağlayıp sağlamadığına bakılmış, cıvata ve saplamaların en çok kafa altını zorlayan kamalı yük testinde ise kafalarda kopma olup olmadığına bakılmış ve kalıcı şekil değiştirmede farklı numunelerin kalıcı uzama değerleri karşılaştırılmıştır. Burulma deneyi ise yalnızca yeni geliştirilen uzar cıvatalardan 3 tanesine uygulanmış ve bu uzar cıvataların ISO 898-7 şartnamesindeki değerleri sağlayıp sağlamadığına bakılmıştır. Yeni uzar cıvatalar çekme ve burulma deneylerini başarıyla tamamlamıştır. Kamalı yük deneyinde ise kafalarda kopma hiç yaşanmadığı gibi kalıcı uzamalarda orijinal uzar cıvatalara göre 10 – 20 mikron aralığında deneydeki belirsizlik faktörlerinin sonucu olarak görülebilecek bir farklılık oluşmuştur. Böylelikle yeni tasarım hedeflenen sonuçlara ulaşmış, ticari olarak kullanılabilecek durumda olduğunu kanıtlamıştır. Yeni uzar cıvataların iki yeni Wankel motoru teknolojisine uygunluğunun kuramsal olarak incelenmesiyle tezin otomotiv programına uygun hale gelmesi amaçlanmıştır. Uygulama bölümünde uzar cıvataların çevrim atlatma sistemli Wankel motoru ile iki zamanlı Wankel motorunun ürettiği kuvvetleri karşılamasına ve bu kuvvetleri karşılarken gerekecek sıkma torklarına bakılmıştır. Bu çalışmanın bir diğer amacı da taşıtlarda kullanılan pek çok parçada estetik kaygılara önem verilirken bu konuda üzerinde pek durulmamış olan bağlantı elemanlarına da estetik bir görünüm kazandırmaktır. Özellikle çalışırken gösterildiği animasyonlarda ilgililerinin gözlerine de hitap eden Wankel motoru, uzar cıvatalarının bu yönüyle sıradışılığına yeni bir boyut kazandırabilir.